Två svarta hål-kollisioner upptäckta sent 2024 har gett oöverträffade tester av Einsteins allmänna relativitetsteori. Händelserna, fångade av LIGO-Virgo-KAGRA-samarbetet, avslöjade ovanliga rotationer och möjliga andra generationens svarta hål. Dessa upptäckter bekräftar teoretiska förutsägelser med hög precision och undersöker nya partiklar.
Sent 2024 upptäckte LIGO-Virgo-KAGRA-samarbetet två anmärkningsvärda gravitationsvågsignaler från svarta hål-sammansmältningar, annonserade i en studie publicerad den 28 oktober 2025 i The Astrophysical Journal Letters. Den första händelsen, GW241011, inträffade den 11 oktober 2024, cirka 700 miljoner ljusår från jorden. Den involverade sammansmältning av svarta hål med massor på cirka 20 och 6 gånger solens massa, där det större identifierades som ett av de snabbast roterande svarta hålen som någonsin observerats.
Ungefär en månad senare, den 10 november 2024, detekterades den andra händelsen, GW241110, 2,4 miljarder ljusår bort. Denna sammansmältning innefattade svarta hål på ungefär 17 och 8 solmassor, där det huvudsakliga svarta hålet roterade i motsatt riktning mot sin bana—den första sådana observationen.
"Varje ny upptäckt ger viktiga insikter om universum och påminner oss om att varje observerad sammansmältning är både en astrofysikalisk upptäckt och ett ovärderligt laboratorium för att undersöka de fundamentala fysikens lagar," sa medförfattaren Carl-Johan Haster, biträdande professor i astrofysik vid University of Nevada, Las Vegas. "Binärer som dessa förutsågs baserat på tidigare observationer, men detta är den första direkta bevisen för deras existens."
Dessa händelser inträffade under den fjärde observationskampanjen (O4) för LIGO-Virgo-KAGRA-nätverket, som började i maj 2023 och fortsätter till mitten av november 2025. Hittills har cirka 300 svarta hål-sammansmältningar upptäckts. Både GW241011 och GW241110 tyder på andra generationens svarta hål formade genom hierarkiska sammansmältningar i täta miljöer som stjärnhopar, med betydande masskillnader och ovanliga rotationer.
"GW241011 och GW241110 är bland de mest originella händelserna bland de flera hundra som LIGO-Virgo-KAGRA-nätverket har observerat," sa Stephen Fairhurst, professor vid Cardiff University och talesperson för LIGO Scientific Collaboration. "Med båda händelserna som har ett svart hål som är betydligt mer massivt än det andra och snabbt roterande, ger de lockande bevis för att dessa svarta hål bildades från tidigare svarta hål-sammansmältningar."
Precisionen i GW241011:s upptäckt möjliggjorde tester av Einsteins allmänna relativitetsteori under extrema förhållanden, som matchar förutsägelser från hans ekvationer och Roy Kerrs roterande svarta hål-modell med rekordnoggrannhet. En sällsynt "högre harmonisk" i signalen gav en annan bekräftelse. Dessa sammansmältningar utesluter också vissa massor för ultralätta bosonpartiklar, hypotetiska partiklar bortom Standardmodellen.
"Dessa två binära svarta hål-sammansmältningar erbjuder oss några av de mest spännande insikterna hittills om svarta hålens tidigare liv," sa Thomas Callister, medförfattare och biträdande professor vid Williams College. "De lär oss att vissa svarta hål existerar inte bara som isolerade partners utan troligen som medlemmar i en tät och dynamisk folkmassa."
Uppgraderingar av detektorerna kommer att möjliggöra ytterligare studier av sådana system, vilket förbättrar förståelsen av svarta håls bildning och grundläggande fysik.